“做中學(xué)”探究式科學(xué)教育研究與實(shí)踐

遼寧省營(yíng)口市營(yíng)口實(shí)驗(yàn)學(xué)校(115000) 宗若燦

Hands-on Inquiry Based Learning(HIBL)，是國(guó)際科學(xué)理事會(huì)和聯(lián)合國(guó)教科文組織在世界范圍內(nèi)推動(dòng)的“探究式科學(xué)教育”改革項(xiàng)目。到了20世紀(jì)60年代，美國(guó)為了提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，開(kāi)始研究HIBL探究式科學(xué)教育，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境中親歷科學(xué)探究的學(xué)習(xí)過(guò)程，注重問(wèn)題解決、探究能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，旨在通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐進(jìn)行自主探究，全面提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。我國(guó)于2001年8月開(kāi)始推動(dòng)科學(xué)教育改革項(xiàng)目“Hands-on Inquiry Based Learning”，將其命名為“做中學(xué)”。

1 創(chuàng)設(shè)新奇有趣的情境，激發(fā)探究興趣

建構(gòu)主義認(rèn)為學(xué)生的學(xué)習(xí)是在一定的情境中自主建構(gòu)的，教師只是學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、組織者。學(xué)生科學(xué)知識(shí)的獲得并不是由教師強(qiáng)行灌輸?shù)模瑢W(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升更需要學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行科學(xué)探究。有效的情境可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣、活躍學(xué)生的思維、幫助學(xué)生理解探究?jī)?nèi)容。因此，在課堂教學(xué)中，教師要根據(jù)學(xué)生的年齡特點(diǎn)、教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)出新奇有趣的情境，這樣才能激發(fā)學(xué)生的求知欲望，點(diǎn)燃學(xué)生的探究熱情，促進(jìn)學(xué)生自主進(jìn)行探究。

例如，在教學(xué)“瓶‘吞’雞蛋的秘密”一課時(shí)，教師手拿一只盛滿水的廣口瓶，詢問(wèn)學(xué)生：“如果將廣口瓶倒過(guò)來(lái)，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？”學(xué)生異口同聲地說(shuō)：“瓶里的水會(huì)流出來(lái)。”此時(shí)教師悄悄地將一張塑料片貼在瓶口上，然后將廣口瓶倒立過(guò)來(lái)，學(xué)生驚奇地發(fā)現(xiàn)廣口瓶里的水并沒(méi)有流出來(lái)。這是為什么呢？學(xué)生經(jīng)過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)廣口瓶的瓶口有一張塑料片，一張薄薄的塑料片為什么就能頂住瓶?jī)?nèi)的水呢？學(xué)生陷入了沉思。這時(shí)，教師用針在塑料片上扎一個(gè)孔，學(xué)生會(huì)看到氣泡順著孔鉆進(jìn)廣口瓶的頂部，沒(méi)過(guò)一會(huì)兒瓶?jī)?nèi)的水便順著瓶口全部流了出來(lái)?？吹竭@學(xué)生有所頓悟，對(duì)大氣壓有了初步的了解。為了進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)大氣壓的了解，教師將一個(gè)剝了皮的雞蛋放在廣口瓶口，引導(dǎo)學(xué)生想辦法將雞蛋完整地吸進(jìn)廣口瓶?jī)?nèi)。經(jīng)過(guò)片刻思考，有學(xué)生聯(lián)系到拔火罐的現(xiàn)象，在瓶?jī)?nèi)點(diǎn)燃一張小紙片，然后再將雞蛋放在瓶口，那個(gè)剝了皮的雞蛋果真完整地被吸進(jìn)了瓶?jī)?nèi)。

2 利用信息技術(shù)活化探究的內(nèi)容，點(diǎn)燃探究熱情

由于受到學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、思維方式、知識(shí)水平、理解能力等方面的限制，科學(xué)探究對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)富有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，而枯燥的文字很難激發(fā)學(xué)生的探究熱情，更談不上深度探究。在課堂教學(xué)中教師應(yīng)該充分利用信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，活化探究?jī)?nèi)容，使那些枯燥無(wú)味的探究?jī)?nèi)容立體化、趣味化、游戲化，這樣就能滿足學(xué)生的探究需要，點(diǎn)燃學(xué)生的探究熱情，促進(jìn)學(xué)生自主進(jìn)行探究。

例如，在教學(xué)“奇妙的護(hù)身術(shù)”一課時(shí)，教師利用Flash課件播放森林中一處優(yōu)美的景色，學(xué)生會(huì)聽(tīng)到森林中各種動(dòng)物美妙的聲音和潺潺的流水聲，隨后畫(huà)面中出現(xiàn)2個(gè)小朋友在森林里玩耍的場(chǎng)景。此時(shí)森林中的小動(dòng)物停止了鳴叫聲，教師提出問(wèn)題：“剛才我們聽(tīng)到了小動(dòng)物發(fā)出的悅耳的鳴叫聲，不過(guò)現(xiàn)在它們都躲藏了起來(lái)，大家能找到這些躲藏起來(lái)的小動(dòng)物嗎？”學(xué)生的興致一下子被調(diào)動(dòng)了起來(lái)，紛紛在畫(huà)面中認(rèn)真尋找。經(jīng)過(guò)認(rèn)真觀察，學(xué)生在草地上找到了一只綠色青蛙；在樹(shù)干上找到了一只與樹(shù)皮顏色相近的蝴蝶；在草葉上找到了一只綠色的螞蚱；在一段枯樹(shù)枝上找到了一只黃色的竹節(jié)蟲(chóng)。不過(guò)還有一些小動(dòng)物學(xué)生并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，這時(shí)教師輕輕地點(diǎn)擊一片“枯葉”，誰(shuí)知這片“枯葉”竟然飛了起來(lái)。經(jīng)過(guò)認(rèn)真觀察，學(xué)生終于發(fā)現(xiàn)這并不是一片“枯葉”，而是一只枯葉蝶；教師再依次點(diǎn)擊一段枯樹(shù)枝和水中的一片枯葉，它們都動(dòng)了起來(lái)，學(xué)生這才發(fā)現(xiàn)他們是尺蠖和枯葉魚(yú)。

3 挖掘科學(xué)探究的資源，奠定探究基礎(chǔ)

學(xué)生的科學(xué)探究不是無(wú)源之水，無(wú)本之木，需要教師為學(xué)生提供充足的探究資源，由于受到地域和探究條件的限制，有些探究學(xué)生無(wú)法展開(kāi)?？茖W(xué)教材是學(xué)生科學(xué)探究的一部分，學(xué)校的圖書(shū)館、體育館、科技館、生態(tài)養(yǎng)殖基地、氣象角及校園里的植物、動(dòng)物等都是科學(xué)探究的重要資源，也是學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的重要舞臺(tái)。因此，教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)校的現(xiàn)有條件，從中挖掘出有效的科學(xué)探究資源，奠定學(xué)生科學(xué)探究的基礎(chǔ)。

例如，在教學(xué)“形形色色的動(dòng)物”一課時(shí)，教師將學(xué)生帶到學(xué)校的生態(tài)養(yǎng)殖園進(jìn)行觀察。生態(tài)園里的動(dòng)物有鳥(niǎo)類(lèi)：鴿子、鸚鵡、孔雀；有家禽：印度矮腳雞、烏雞、白鵝；有哺乳動(dòng)物：白兔、刺猬；有魚(yú)類(lèi)：金魚(yú)、鸚鵡魚(yú)、接吻魚(yú)；有爬行動(dòng)物：烏龜、壁虎。在認(rèn)真觀察后，學(xué)生用手中的畫(huà)筆畫(huà)出了自己喜歡的動(dòng)物。為了進(jìn)一步提高學(xué)生對(duì)動(dòng)物的了解，教師組織學(xué)生開(kāi)展了一次“奇妙的動(dòng)物”匯報(bào)展示活動(dòng)。學(xué)生經(jīng)過(guò)精心的準(zhǔn)備，用繪畫(huà)和表演的方式介紹了自己熟悉的動(dòng)物。有的學(xué)生用畫(huà)筆展示了動(dòng)物的可愛(ài)形態(tài)；有的學(xué)生用謎語(yǔ)、詩(shī)歌展示了動(dòng)物的特點(diǎn)；有的學(xué)生模仿動(dòng)物的聲音、走路形態(tài)展示了它們的特點(diǎn)；有的學(xué)生用歌曲、舞蹈展示了動(dòng)物的美麗。

4 開(kāi)展豐富多彩的科技活動(dòng)，享受探究成果

小學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的作用在于從具體的科學(xué)經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出科學(xué)概念，在真實(shí)的探究活動(dòng)中形成科學(xué)思維，在主動(dòng)的探究過(guò)程中培養(yǎng)科學(xué)精神。科學(xué)課堂是學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的重要途徑，而開(kāi)展豐富多彩的科技活動(dòng)，則可以為學(xué)生提供更為廣闊的探究天地，使學(xué)生在真實(shí)的情境中獨(dú)立地解決問(wèn)題，在科技活動(dòng)中主動(dòng)進(jìn)行科學(xué)探究，享受探究的成果，體驗(yàn)探究的樂(lè)趣，從而形成主動(dòng)進(jìn)行探究的動(dòng)力。

例如，在教學(xué)完“節(jié)約能源與開(kāi)發(fā)新能源”一課后，教師組織6年級(jí)學(xué)生開(kāi)展了“節(jié)約糧食，從我做起”的科學(xué)調(diào)查活動(dòng)。為了使學(xué)生有條不紊地展開(kāi)科學(xué)調(diào)查，教師引導(dǎo)學(xué)生先設(shè)計(jì)調(diào)查方案：①利用一周的時(shí)間，對(duì)同學(xué)們中午在食堂用餐的浪費(fèi)情況進(jìn)行調(diào)查；②設(shè)計(jì)節(jié)約糧食的調(diào)查問(wèn)卷，隨機(jī)進(jìn)行調(diào)查；③采訪食堂經(jīng)理，了解食堂每天糧食的用量；④聘請(qǐng)學(xué)校食堂管理員，做一次關(guān)于節(jié)約糧食的報(bào)告；⑤利用班隊(duì)會(huì)及學(xué)校紅領(lǐng)巾廣播站，開(kāi)展節(jié)約糧食的宣傳教育活動(dòng)；⑥向全校同學(xué)發(fā)出倡議，開(kāi)展“光盤(pán)”行動(dòng)；⑦調(diào)查同學(xué)們的飲食習(xí)慣，向食堂提出合理化建議。

5 拓展科學(xué)探究的渠道，提高探究能力

馬斯洛曾說(shuō)過(guò)：“在一個(gè)只有1.5米高的房間里量身高，所有的人都不會(huì)超過(guò)1.5米?！苯處煵粦?yīng)該把學(xué)生的科學(xué)探究束縛在科學(xué)課堂，而應(yīng)該拓展科學(xué)探究的渠道。因此，可以組織學(xué)生成立科學(xué)探究社團(tuán)，引導(dǎo)學(xué)生探究生活中自己感興趣的科學(xué)現(xiàn)象和教材中深?yuàn)W難懂的科學(xué)原理，開(kāi)拓學(xué)生的視野，為學(xué)生提供更廣闊的空間和舞臺(tái)，進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

例如，在教學(xué)完“日晷”一課后，有不少學(xué)生對(duì)日晷為什么要傾斜擺放并不理解，教師便組織科學(xué)探究社團(tuán)的成員深入研究日晷的奧秘。首先引導(dǎo)學(xué)生將1根竹簽垂直插入1塊木板的中間，然后用指南針確定好方位后，將整個(gè)裝置平放到操場(chǎng)上，每到整點(diǎn)時(shí)刻畫(huà)出竹簽的影子并標(biāo)出對(duì)應(yīng)的時(shí)刻。經(jīng)過(guò)連續(xù)幾天的檢驗(yàn)，這種裝置的計(jì)時(shí)非常準(zhǔn)確。2個(gè)月以后，教師引導(dǎo)學(xué)生再來(lái)檢驗(yàn)這種裝置的計(jì)時(shí)，這時(shí)學(xué)生發(fā)現(xiàn)它的計(jì)時(shí)不再準(zhǔn)確，誤差很大。在學(xué)生疑惑之際，教師引導(dǎo)學(xué)生將裝置的南側(cè)一端抬高一定的角度，學(xué)生驚喜地發(fā)現(xiàn)此時(shí)這個(gè)裝置計(jì)時(shí)十分準(zhǔn)確。教師并沒(méi)有急于給出答案，而是引導(dǎo)學(xué)生上網(wǎng)搜集相關(guān)資料。經(jīng)過(guò)深入探究，學(xué)生終于知道了日晷傾角必須與當(dāng)?shù)鼐暥纫恢碌脑怼?/p>